تويت
القانون الأول والثاني والثالث للديناميكا الحرارية .. الديناميكا الحرارية - حرارة المادة - من ١٨٤٨ إلى ١٩١٤
القانون الأول والثاني والثالث للديناميكا الحرارية
قام الطبيب الألماني والكيميائي (في واقع الأمر) هيرمان فون هيلمهولتز بتلخيص اكتشافات جول وماير وكلفن وكلابيرون في القانون الأول للديناميكا الحرارية في النظام المغلق الذي لا تتغير محتوياته المادية يظهر أي تغير في الطاقة على شكل حرارة أو شغل، أي أن الطاقة محفوظة لا تفنى ولا تستحدث). وإذا قلنا القانون الأول فإن ذلك يعني وجود قانون ثان، وقد توصل إليه كلفن في جلاسجو - عندما تأمل أعمال كارنو وجول - وكذلك توصل إليه رودلف كلاوزيوس في برلين عندما تأمل أعمال ماير، اعتقد هذان الباحثان النظريان أن الحرارة التي تذهب إلى المصب البارد من الآلة الحرارية المثالية في نهاية الدورة تكافئ الحرارة المأخوذة من المنبع الساخن مطروحا منها الكمية المستعملة في إحداث الشغل لكنهما كانا يعرفان أن الأمر لم يكن بالضرورة كذلك في الآلات الحرارية الواقعية. ففي الآلات الواقعية تقل الحرارة الخارجية إلى المصب البارد في نهاية الدورة عن القيمة - كما لو كان هناك فقد ما في الحرارة لا يعطي وظيفة وبالفعل كان الأمر كذلك.
إذا تخيلنا كومة من الريش ودفعنا عموديا بقوة إلى داخلها، فإن الريش سيتطاير. لكن يمكن أن نتصور أنه لو أدخلنا هذا العمود في كومة الريش شديد وحرص فإن كل ريشة أزيحت بواسطة العمود ستعود ثانية بالضبط إلى مكانها الأصلي عندما نسحب العمود الياباني شديد وحرص.
وبذلك يظل الريش في مكانه بالضبط في نهاية العملية كما كان في بدايتها .
وتسمى هذه العملية اللانهائية في بطئها وحرصها باسم «العملية الانعكاسية»، لأن العملية يمكن أن تعكس اتجاهها في أي نقطة دون إحداث تغيير. وفي حالة إعاقة العمود انعكاسيا يذهب الطاقة كلها في دفع العمود الآلات ولا يفقد شيئًا منها في إعادة ترتيب الريش. وهكذا الوضع مع الحرارية: إذا أمكن مما انعكاسيا - جاي وحرص لانهائي - فلن تفقد أي طاقة. لكن إذا كانت الآلات الكهربية الحقيقية قد دارت جاي وحرص لانهائي لتوقفت تمامًا الثورة الصناعية قبل أن تبدأ. وفي الحالة الحقيقة «التلقائية للعمود والريش يتطاير الريش لا انعكاسيا. وفي الآلات الحقيقية يضيع جزء من الطاقة دائمًا في مجرد دفع جزيئات الغاز لتطاير في كل اتجاه دون عمل شغل. وقد أطلق كلفن على هذه الخاصة للآلات الاتجاه الحقيقي العالمي لتبديد (تفريق) الطاقة (5). أما كلاوزيوس فقد سماها أنتروبيا (درجة التعادل الحراري).
القانون الأول والثاني والثالث للديناميكا الحرارية
قام الطبيب الألماني والكيميائي (في واقع الأمر) هيرمان فون هيلمهولتز بتلخيص اكتشافات جول وماير وكلفن وكلابيرون في القانون الأول للديناميكا الحرارية في النظام المغلق الذي لا تتغير محتوياته المادية يظهر أي تغير في الطاقة على شكل حرارة أو شغل، أي أن الطاقة محفوظة لا تفنى ولا تستحدث). وإذا قلنا القانون الأول فإن ذلك يعني وجود قانون ثان، وقد توصل إليه كلفن في جلاسجو - عندما تأمل أعمال كارنو وجول - وكذلك توصل إليه رودلف كلاوزيوس في برلين عندما تأمل أعمال ماير، اعتقد هذان الباحثان النظريان أن الحرارة التي تذهب إلى المصب البارد من الآلة الحرارية المثالية في نهاية الدورة تكافئ الحرارة المأخوذة من المنبع الساخن مطروحا منها الكمية المستعملة في إحداث الشغل لكنهما كانا يعرفان أن الأمر لم يكن بالضرورة كذلك في الآلات الحرارية الواقعية. ففي الآلات الواقعية تقل الحرارة الخارجية إلى المصب البارد في نهاية الدورة عن القيمة - كما لو كان هناك فقد ما في الحرارة لا يعطي وظيفة وبالفعل كان الأمر كذلك.
إذا تخيلنا كومة من الريش ودفعنا عموديا بقوة إلى داخلها، فإن الريش سيتطاير. لكن يمكن أن نتصور أنه لو أدخلنا هذا العمود في كومة الريش شديد وحرص فإن كل ريشة أزيحت بواسطة العمود ستعود ثانية بالضبط إلى مكانها الأصلي عندما نسحب العمود الياباني شديد وحرص.
وبذلك يظل الريش في مكانه بالضبط في نهاية العملية كما كان في بدايتها .
وتسمى هذه العملية اللانهائية في بطئها وحرصها باسم «العملية الانعكاسية»، لأن العملية يمكن أن تعكس اتجاهها في أي نقطة دون إحداث تغيير. وفي حالة إعاقة العمود انعكاسيا يذهب الطاقة كلها في دفع العمود الآلات ولا يفقد شيئًا منها في إعادة ترتيب الريش. وهكذا الوضع مع الحرارية: إذا أمكن مما انعكاسيا - جاي وحرص لانهائي - فلن تفقد أي طاقة. لكن إذا كانت الآلات الكهربية الحقيقية قد دارت جاي وحرص لانهائي لتوقفت تمامًا الثورة الصناعية قبل أن تبدأ. وفي الحالة الحقيقة «التلقائية للعمود والريش يتطاير الريش لا انعكاسيا. وفي الآلات الحقيقية يضيع جزء من الطاقة دائمًا في مجرد دفع جزيئات الغاز لتطاير في كل اتجاه دون عمل شغل. وقد أطلق كلفن على هذه الخاصة للآلات الاتجاه الحقيقي العالمي لتبديد (تفريق) الطاقة (5). أما كلاوزيوس فقد سماها أنتروبيا (درجة التعادل الحراري).
تعليق